临床神经电生理学杂志,2007年1o月,第1 鲞筮 塑.』 !塑 ! 兰 竺! 竺 !! ! ! 坠 ! !!! !! ! :! ! !: [文章编号]1oo9—5934(2007)一05—312—04[文献标识码] A[中图分类号]R741.044 ・综述・ 神经电生理监测技术在脊髓手术中的应用 李群喜综述;乔慧,刘淑玲审校 [关键词]脊髓;体感诱发电位;运动诱发电位;术中监测 随着科学技术的迅猛发展,特别是神经电生理 术中监测技术的不断发展,促进了术者手术水平的 提高,极大地改善了神经外科患者术后的神经功能 和生活质量,降低了致残率。诱发电位是神经系统 对外来各种刺激所产生的电活动。其特征性的波形 与相应的刺激模式之间具有空间、时间、位相关系, 即必须在特定的部位才能检测出来;各种诱发电位 都有特定的波形和电位分布;这些波的潜伏期与刺 激之间有较严格的锁时关系。体感诱发电位 (SEP)、运动诱发电位(MEP)、肌电图(EMG)可以 直接或间接的监测运动或感觉等系统的神经功能, 尤其是MEP监测能改善患者术后运动功能口],因 此越来越多地应用于神经外科、骨科的手术中,成为 减少神经副损伤,提高手术质量不可缺少的重要组 成部分,Blinder指出在美国有75 的脊柱手术进 行脊髓功能监测 ]。此技术在西方发达国家临床应 用已非常普遍r3],近年来国内此领域工作也逐渐开 展了起来。 1 脊髓术中神经功能监测的基本原理 1.1 SEP Dawson等最早通过信号平均叠加技术提取诱 发电位信号,获得了满意效果。1970年,Singer报 道了实验性脊髓损伤后皮层诱发电位的改变。此 后,SEP在脊髓术中监测方面得到广泛应用。SEP 术中监测是通过电刺激外周神经(如上肢腕部正中 神经及下肢踝部胫后神经)的本体感觉的神经成分, 刺激产生的信号经脊髓后索上传递,在感觉通路上 记录到明确的电活动。SEP向上传递的信号经感 收稿Et期:2007—03—16修回Et期:2007一o4一o9 作者单位:100050,北京,首都医科大学北京市神经外科研究所(李 群喜的工作单位为华北煤炭医学院附院神经外科) ・ 312 ・ 觉传导束的三级传递至大脑皮质。SEP包括短、 中、长潜伏期电位。短潜伏期电位一般不受意识状 态的影响,中、长潜伏期电位则明显受意识状态影 响。短潜伏期电位神经发生源明确、稳定的特性适 合术中监测以及神经系统疾病的诊断。短潜伏期 SEP电位上肢刺激时主要观察P15、N2O、P25波, 下肢刺激时主要观察N32,P40、N55波。 SEP术中监测时在头顶放置记录电极,刺激电 极置于上肢和下肢的外周神经。SEP:上肢记录电 极安装位置按照国际脑电1O一2O标准,采用1 cm 长的皮下针电极,分别刺入C。 和C 两点的头皮下 (Cz后2 cm、左右各旁开7 cm处),参考电极置于 FPz处(即两外耳道连线前约10 cm矢状线上);下 肢记录电极安装于Cz,参考电极也置于FPz。刺激 电极采用表面片状电极,上肢刺激部位为腕部正中 神经,下肢刺激部位为踝部胫后神经。刺激模式为 连续单个脉冲电刺激,刺激频率为2.4~4.8 Hz脉 冲电刺激,刺激时程为200 pts,刺激强度为15~25 A,灵敏度为1~5 V,带通为3O~750 Hz,观察时 程为100 mS,平均叠加5O~200次。SEP具有受肌 松剂影响小,容易操作,不干扰手术操作,刺激电压 低及能连续监测的优点。缺点为波幅低只有微伏 级,容易受外界干扰,需要平均叠加,因而不能实时 反映,只能间接反映运动神经系统功能状态等。 1.2 MEP 由大脑运动皮层发出的纤维没有任何中介,直 达脊髓的称为皮质脊髓束。在椎体交叉水平,85% ~90 纤维交叉到对侧,并在对侧脊髓侧索下行,组 成脊髓皮质侧束,控制肢体远端的运动,未交叉的纤 维在同侧脊髓前索下行,为皮质脊髓前束,控制肢体 近端和肢带肌肉运动。术中通过经颅电刺激(TES) 或经颅磁刺激(TMS)激活运动皮层,在躯体远端效 维普资讯 http://www.cqvip.com 临床神经电生理学杂志,2007 旦!箜! 鲞箜 塑: !! ! ! !垦!!! 竺! ! ! 塑 ! !! !! !:! ! : 应器肌肉就能记录到相对应的复合肌肉动作电位 (CMAP)。这种肌肉反应具有毫伏级或近毫伏级, 波幅高,很容易记录到,不用进行信号平均叠加,其 中潜伏期这个指标较波幅和波形稳定。 根据采用的刺激器的不同,有TES和TMS两 种模式。1980年Merton和Morton发明了TES 和诱发EMG。自由EMG是指在手术过程中神经 受到刺激后,在该神经所支配的肌肉上记录到的电 活动。诱发EMG是在手术静态期,使用微量电流 刺激器直接刺激神经,在该神经支配的肌肉上诱发 出的肌肉电活动 ]。 技术,1985年Barker等发明了TMS技术。TES 具有定位准确,刺激仪器价格便宜等优点,而经颅磁 2脊髓术中的神经功能监测 2.1 脊髓手术SEP+MEP+EMG联合监测 刺激无痛、安全,但价格昂贵且对手术器械等要求较 高,故术中监测不易操作,因而,一般采用的是 TES。刺激模式一般采用短串电刺激,每个串刺激 由3~5个单刺激组成,每个单刺激刺激时程为200 ~5()() s,刺激强度100~400 V,刺激电极一般采 用螺旋电极或针电极安放于头顶C ,C ,刺激器负 极为刺激输出端,正极为回路电极,使用时左右侧互 为参考。记录一般采用针电极放置于刺激皮层对侧 相应的肢体肌腹中,并且每个肢体应在两组或两组 以上不同的肌群安装记录针电极,结果可以互相参 照,其中一组电极脱落或接触不良等情况时仍可以 确保TES的MEP记录的稳定。记录肌群上肢通 常采用伸指总肌、鱼际肌等,下肢通常采用胫前肌、 拇短展肌等。虽然TES的MEP实时地灵敏地反 映运动神经系统功能状态,但技术难度大,同时受肌 松剂和吸人性烷类麻醉药物的双重影响,电刺激时 往往会引起病人身体抽动,干扰手术顺利进行。 TES的MEP禁忌症显然包括癫痫病史、颅骨缺损 或颅骨修补术后、心脏病史或安装起搏器等,术前必 须详细了解病人相关情况。 此外Tamaki等于1 981年提出了直接脊髓 刺激MEP术中监测方法,是将刺激电极安放于 脊髓术野头端的硬膜外或硬膜下,记录电极安 放于脊髓术野尾端的硬膜外或硬膜下,刺激反 应电位同时向上下传导,反应波形主要有直接 波(Driect wave,D波)和随后的间接波(Indriect wave,I波)。现在主要认为D波是下行的皮质 脊髓束产生的,具有波幅高反应期短的特点;I 波是上行感觉传导束逆行传导产生的,波形分 散,潜伏期长。此种方法受麻醉影响小E 4],波形 稳定,但安放电极需要手术医师的配合才能完 成,并且需要一定技巧。 1.3 EMG 术中监测记录到的肌肉电活动间接反映了支配 它的神经的功能状态l5]。监测中可分为自由EMG SEP反映颈髓感觉传导通路的完整性,MEP则 反映了锥体束的功能,两者分别用来监护脊髓的感 觉和运动功能在理论上是得到公认的l7]。根据刺激 和接收模式不同SEP可以简单概括为外周刺激中 枢接收,而MEP为中枢刺激外周接收。SEP和 MEP单独监测都有可能出现“假阴性或假阳性”结 果,所谓“假阴性”是指术中监测结果无改变,而患者 术后功能出现缺陷或障碍的情况。这主要是由于 SEP监测的是脊髓后索感觉神经传导功能,用它来 监测脊髓运动传导功能是间接的。MEP直接监测 脊髓前索运动神经传导功能,监测脊髓感觉传导功 能则是间接的。国外临床有大量SEP监测结果无 改变,但也有患者术后运动功能存在障碍的“假阴 性”的报道l_7 ]。由于外界各种因素干扰造成术中 监测结果:“假阳性”,而术后患者无神经功能障碍出 现。这种假阳性会干扰手术进程。所以术中往往采 用SEP和MEP联合监测l9.1()],并采用“平行法 则”l】 ,以避免以上不利情况。所谓“平行法则”就 是在联合监测时应四肢同时记录MEP和SEP,每 个肢体的MEP和SEP结果互相参考对照,结果应 当结合手术具体操作认真分析其中原因,注意排除 干扰,以提高术中脊髓功能监测结果的准确性。 EMG主要应用于涉及脊神经的手术。随着计算机 技术的发展,新型多功能多导联监测仪的出现,使 SEP+MEP+EMG联合监测中这三种监测模式的 操作能轻松切换,进行连续不问断的监测。三种方 式互相补充,使术中监测技术更加完善,能最大限度 地避免“假阴性或假阳性”结果出现,协助医师即时、 全面地了解麻醉状态下的病人感觉和运动系统神经 功能状态。 2.2 报警 SEP、MEP术中报警原则是将术中监测到的结 果与基线进行自身对照,因为患者处于麻醉状态,术 前门诊检查结果只能作为参考。为减少外界因素干 扰造成虚报,自身基线应在脊柱暴露后设定口引。一 ・ 31 3 ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 临床神经电生理学杂志,2007年1o凡 筮 6卷第5— ̄.J,ournal of Clinical Electroneurophysio—logy(China),October 2007,Vo1.16,No.5 般认为波幅反映的是诱发电位强度,潜伏期反映的 是神经纤维传导速度。SEP报警标准在骨科等手 时效,加强维库溴胺作用的顺序是七氟烷>恩氟烷 >异氟烷>氟烷。由于以上药物对大脑皮层作用抑 制和肌松作用,使用烷类吸人麻醉时将严重影响 MEP监测甚至导致监测失败。 研究发现吸人性麻醉药浓度变化影响SEP的 波幅和潜伏期的变化_1 。在吸人麻醉中,必须明确 一术中一般为诱发电位波幅下降50 或潜伏期延长 10 9/5为报警的标准 。MEP报警主流观点为波幅 下降20 9/6~30 9/6应密切关注,查找原因,下降超过 50 9/5应立即报警;也有人报道波幅降低低于基线的 80 ,与术后损伤没有相关联系。因此还有一种观 个非常重要的概念,即肺泡最低有效浓度(Mini- 点认为采用全或无的标准作为报警标准。但直到目 前尚无统一标准_1 。EMG监测是实时、连续的。 术中肌电反应可能是对神经的机械牵拉所致,也可 能是神经断裂伤所致。 2.3麻醉药物对监测的影响 麻醉药物对神经系统作用非常复杂,临床研究 表明异丙酚全静脉麻醉对神经电生理术中监测影响 小,麻醉维持剂量基本不影响监测。肌松药和吸人 性烷类麻醉药物对监测影响较大_1 。其中MEP受 影响最大,麻醉药可以影响到皮质运动神经元、皮质 脊髓束、锥体纤维与脊髓神经元间的突触联系、前角 运动神经元及神经肌肉接头等运动传导通路的各个 部分 ,从而引起MEP波幅的降低。此外为保证 监测平稳进行,必须在术中保持麻醉药物的稳定,避 免静推等单次大剂量给药直接改变监测结果。 2.3.1肌松药对监测的影响 肌松药选择性地作用于神经肌肉接头型N型 胆碱能受体,暂时干扰阻断了正常神经肌肉接头兴 奋的传递,使肌肉松弛。根据药效可分成超短时、短 时、中时和长时效4类。MEP术中监测过程中神经 肌肉阻滞程度对MEP波幅的影响比镇静深度要 大,并且不受镇静深度的影响,表明肌松药对神经肌 肉接头的影响比麻醉药对运动传导通路各部位的影 响且对MEP波幅的干扰更大 。根据肌松药药理 和术中监测原理可知,使用肌松药将严重影响 EMG、MEP的监测,应尽量避免使用。如必须使用 应选超短时效、短时效肌松药,同时需控制肌松程 度。 2.3.2吸入麻醉对监测的影响 吸人麻醉是利用气体剂型麻药或液体剂型麻药 挥发出来的气体通过呼吸道进人体内而起到麻醉作 用的。大脑皮层是吸人性全麻药干扰冲动信息传递 的重要部位,吸人性全麻药对大脑皮层作用首先表 现的是抑制。吸人性全麻药达到一定深度即能产生 肌松作用,吸人性全麻药七氟烷、恩氟烷、异氟烷、氟 烷和地氟烷均能增强非去极化肌松药的阻滞程度与 ・ 31 4 ・ mum alveolar concentration,MAC)其定义是在一 个大气压下有50 病人在切皮刺激时不动,此时肺 泡内麻醉药物的浓度即为1个MAC。通过MAC 指标可进行各种吸人麻醉药药效(或副作用)的比 较。静吸复合麻醉时异氟烷、七氟烷达到0.5~1.0 MAC时SEP较为理想,1.0~1.5 MAC时SEP波 幅下降和潜伏期延长,>1.5 MAC时SEP波幅下 降,潜伏期延长明显,以致诱发波趋于消失。而氧化 亚氮对电生理监测结果影响相对较小。Ubags提出 异氟醚对MEP的抑制作用与剂量相关,保持异氟 醚的浓度不超过最小MAC,术中仍能监测到 MEPE 。 2.4其他因素对监测的影响 手术室内干扰较多,除去麻醉影响,其他因素主 要来自电器设备和手术操作。由于信号微弱,电切、 电凝时严重干扰信号监测,无影灯、心电监护仪等出 现漏电或接地不良也可影响监测信号产生偏差。术 野冲凉水或体温降低可造成神经传导速度变慢,潜 伏期延长 ,此外患者内环境的变化如血氧饱和度 下降、二氧化碳潴留等因素均可对结果产生影响。 术中监测技术是跨电生理学、神经外科学、麻醉学等 学科的交叉技术,相关科室之间需紧密团结合作,高 素质的监测队伍也至关重要。 3小结与展望 脊髓手术中进行的SEP+MEP+EMG联合 监测,通过电生理信号变化发现神经损伤并查找原 因,提高了手术精确性,促进了手术技巧的改进,降 低了医源性副损伤,改善了患者术后生活质量。同 时也减少了医疗纠纷,增加了手术医生的安全感,使 医生和患者都获益。随着科学技术的进步及临床工 作者不断探索总结,必然推动此领域向前迈进。 4参考文献 [1]Sala F,Palandri G,Bosso E,et a1.Motor evoked potential monitoring improves outcome after surgery for intramedullary 维普资讯 http://www.cqvip.com 临床神经电生理学杂志,2007年 !箜 鲞笙 塑: ! 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